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洪泽湖西岸水环境质量
洪泽湖西岸2007-2009年水环境质量
目录
摘要…………………………………………………………………………………………2
关键词…………………………………………………………………………………………2
Abstract…………………………………………………………………………………2
Keywords……………………………………………………………………………………2
引言……………………………………………………………………………2
1洪泽湖基本概况………………………………………………………………………3
1.1地理位置……………………………………………………………………………3
1.2水文气象……………………………………………………………………………3
1.3近期状况……………………………………………………………………3
2材料与方法…………………………………………………………………………3
2.1监测点布设及采样频次……………………………………………………………3
2.2水质监测项目及分析方法…………………………………………………………4
2.3评价方法………………………………………………………………………4
3结果与分析……………………………………………………………………………5
3.1洪泽湖西岸2007-2009年水质综合评价………………………………………………6
3.1.1洪泽湖西岸不同时间的水质变化与评价…………………………………………6
3.1.2洪泽湖西岸2007-2009年水质的空间分布格局…………………………………7
3.2洪泽湖西岸2007-2009年湖泊营养状况评价……………………………………8
3.3保护和改善洪泽湖水质的对策建议……………………………………9
4讨论………………………………………………………………………………10
致谢………………………………………………………………………………………10
参考文献……………………………………………………………………………………10
洪泽湖西岸2007-2009年水环境质量变化评价与分析
摘要：
基于2007-2009年洪泽湖西岸的水质监测数据，对洪泽湖西岸近三年水质现状和营养状况进行分析与评价。
结果表明，在2007-2009年三年中，TP、TN、DO、PV、BOD、NH3-N、COD和SD存在超标现象，pH、Chla、硫化物、氟化物、石油类、阴离子表面活性剂、挥发酚、总砷、总镉、总铅、总硒、六价铬、总汞、总铜、总锌、类大肠菌群、总氰化物等均无超标。
超标严重的污染因子有TP和TN，其中TP、PV、NH3-N和COD等污染指标呈现逐年升高和个别监测点如临淮监测点的水质污染逐年加重的现象；夏季水质污染最为严重，综合污染指数最大值为1.50，出现在七月。
从监测点位置上看则入湖口处水质明显劣于其它监测点水质；洪泽湖西岸的水质污染问题主要为水体的富营养化，2007-2009年综合营养指数分别为51.66、52.43、53.18，几乎呈线性增加，并且连续三年属于轻度富营养级别。
关键词：
洪泽湖；水质评价；富营养化；防治对策
EvaluationandAnalysisofWaterEnvironmentChangesfrom2007to2009inWestHongzeLake
StudentmajoringinenvironmentalscienceHehaiyan
TutorJiangjingyan
Abstract:
BasedonthewaterqualityinvestigationinWestHong-zeLakefrom2007to2009,ananalysisonthewaterqualityandnutritionalstatuswascarriedout.ComparedwiththeⅢstandardof《EnvironmentQualityStandardsforSurfaceWater》（GB3838-2002）and（GHZB1-1999）,TP,TN,DO,PV,BOD,NH3-N,CODandSDexceededthestandard,andthemainpollutionfactorswereTNandTP.Theinter-monthlyvariationofthewaterqualitywasveryevident.Ingeneral,thecomprehensivepollutionindexincreasedgraduallyfromwintertosummer,andthemaximumvaluewas1.50inJuly.From2007to2009,comprehensivepollutionindexofsomepollutionfactorsandwaterqualityofsomemonitoringsectionswerepollutedmoreseriouslyyearbyyear,suchasTP,PV,NH3-NandCOD,andLinHuaimonitoringsection.Insomeextent,thepollutiondegreeofWestHong-zeLakewasuptothewaterqualityoflakeinletsincetheywereremarkbalyworsethanothermonitoringsections.ThemainpollutionproblemofWestHong-zeLakewaswatereutrophication,andthepresentstatuswaslighteutropher,withCompositeNutritionalIndexaggravatingyearbyyear.
Keywords:
WestHong-zeLake；waterquality；eutrophication；mitigation
近年来，我国湖泊污染问题比较突出，部分地区蓝藻爆发、水体富营养化情况严重，直接影响到当地居民的生产和生活。
洪泽湖作为我国五大淡水湖之一，是淮河流域最大的湖泊，也是南水北调的重要路线，具有防洪、灌溉、调水、水产、水运等综合利用功能。
然而，随着工农业的发展，生产和生活废水排放量的日益增加，上游河流携带高污染负荷污水的排入，洪泽湖水质受到了越来越严重的污染，加之近年来围垦养殖、泥沙淤积等现象普遍，洪泽湖的水域面积、库容量也在不断减少。
洪泽湖西岸既是大部分入湖河流的入湖口处，又是洪泽湖湿地国家级自然保护区的所在地。
其水质状况的好坏，对保护湿地自然保护区有着至关重要的作用，也直接影响着苏北部分地区社会经济的可持续发展和人民生活的水平，直接关系着人们的饮用水安全和南水北调的水质安全。
因此，了解洪泽湖西岸水质，对水质变化进行评价分析，掌握其变化趋势从而有针对性地对湖泊采取措施改善水质有着积极的意义。
较早的研究结果表明洪泽湖水质的波动性大、稳定性差,时空分异性强[1]，洪泽湖水位及水质的季节、年际变化强烈[2]。
近几年的报道主要侧重于遥感分析洪泽湖湖区的水质分布[3]和洪泽湖湿地保护区的生态研究等[4-6]。
现有的研究大部分是定性地分析讨论洪泽湖调查结果、存在的问题、保护措施等,很少有对洪泽湖水质进行量化的评价和综合的分析。
本文基于洪泽湖西岸2007至2009年三年的水质监测数据，通过单因子评价法、综合评价法、营养状况评价等方法对洪泽湖西岸水环境质量变化进行了定量分析，综合分析了洪泽湖西岸近三年的水质污染现状、时空变化规律和水体的富营养化状况，为相关部门全面了解洪泽湖西岸近三年水质逐年变化、掌握湿地保护区外在的水质环境、进行合理的功能区划、制定合理的防治对策提供理论依据，对实现水资源可持续发展有着重要的意义。
1洪泽湖基本概况
1．1地理位置
洪泽湖（Hong-zeLake）西纳淮河，南注长江，东通黄海，北连沂沐，是我国著名的五大淡水湖泊之一，位于淮河中下游、江苏中西部，在地理位置上由江苏省宿迁市和淮安市共同管辖。
全湖水域由成子湖湾、溧河湖湾和淮河湖湾三大湖湾组成，属于平原浅水型湖泊，具有防洪、灌溉、水产、水运等综合功能[7]。
它不仅是苏北地区的重要水源地，还是南水北调东线工程的主要输水通道之一。
1．2水文气象
洪泽湖四周高、中间低，几何形态极不规则，湖盆呈西北向东南倾斜。
平均水深1.9m，最大深度为4.5m，汛期控制水位12.5m时，其水域面积达1597km2[8]。
上游注入洪泽湖的主要河流有淮河、新汴河、怀洪新河、濉河、徐洪河等，分布于洪泽湖的西南岸；下游出湖的主要河道有淮河入江水道、苏北灌溉总渠、淮沭新河和淮河入海水道。
年均水温16.3℃，最高水温在9月，为28℃，最低水温在1月，为3℃。
洪泽湖水情随季节变化明显，一般每年的1至3月份为枯水期，7至9月份为丰水期，其余为平水期。
1．3近期状况
洪泽湖接纳的污水以外来污染源为主。
20世纪80年代，洪泽湖水质基本优于地面水Ⅲ类标准，可以满足水产养殖、农业灌溉、居民饮用能多种功能的要求。
90年代以来，入湖河流水质逐年变差，尤其是近年来，上游工业废水和城市生活污水集中下泄，而洪泽湖自身平均水位低，自净能力弱，因而水污染事故频发，洪泽湖水质出现明显下降趋势。
特别是每年的春夏之交，一方面要提前排空库容迎洪，另一方面又适逢农忙灌溉季节，要大量用水，因而很容易因水环境容量下降而造成水质下降。
2材料与方法
2．1监测点布设及采样频次
由于入湖河流主要分布于洪泽湖西岸，而洪泽湖的主要污染源来自于上游河流，因而在洪泽湖入湖口布设了三个监测点，分别为徐洪河口、濉河口、老汴河口，如图1所示，其中濉河口位于洪泽湖西岸的凹槽内，湖水流动性较小，老汴河口靠近泗洪洪泽湖湿地国家级自然保护区。
另外，在洪泽湖西部沿岸依次布设了六个监测点，分别为龙集北、成河北、成河东、成河中、成河西和临淮。
共九个监测点。
在水体表面以下0.5m处采集水样。
监测频次为2007年、2008年和2009年每年6次，分别在1、3、5、7、9、11月份上旬取水样监测。
图1洪泽湖西岸水质监测点分布
2．2水质监测项目及分析方法
监测项目为水温（WT）、水深（WD）、透明度（SD）、pH、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、高锰酸盐指数（PV）、叶绿素a（Chla）、硫化物、氟化物、石油类、电导率、阴离子表面活性剂、挥发酚、总砷、总镉、总铅、总硒、六价铬、总汞、总铜、总锌、类大肠菌群、总氰化物共28项。
具体分析方法参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）[9]中基本项目分析方法，叶绿素和透明度参照《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）中的特定项目分析方法。
2．3评价方法
按洪泽湖现有的功能区划，以《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水标准为评价依据，在近三年监测数据的基础上，用单因子评价法[10]、综合评价法[11-14]和综合营养指数法[15-16]对洪泽湖西岸水质变化和营养状况进行评价分析。
Chla和SD参照《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）为中的Ⅲ类水标准。
评价结果以平均值±标准误来表示数据的精密度。
单因子评价法是用水体各监测项目的监测结果对照该项目的分类，确定该项目的水质类别，在所有项目的水质类别中选取水质最差类别作为水体的水质类别。
综合评价法主要是用综合污染指数和污染分担率，对不同时期各监测点的标准水质状况综合分析。
综合营养指数是一种较常用的湖泊富营养化评价方法，选取Chla、TP、TN、SD和PV五项指标作为水体富营养化评价的统一指标。
主要公式如下：
①单项污染指数：
式中：
-j断面i项污染指标的年均值；
-i项污染指标的评价标准值；
-j
断面i项污染指标的污染指数
②综合污染指数：
式中：
-j断面的水质污染综合指数；
-参与评价污染物的项数；
同前
③污染分担率：
式中：
-i项污染指标在各污染指标中的分担率；
、
同前
④综合营养指数：
式中：
-综合营养状态指数；
-第j种参数的营养状态指数；
-第j种参数的营养状态指数的相关权重
以Chla作为基准参数，第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：
式中：
-第j种参数与基准参数Chla的相关系数；M-评价参数的个数
中国湖泊的Chla与其它参数之间的相关系数
及
见表1。
表1中国湖泊部分参数与Chla的相关系数
及
值[17]
参数
Chla
TP
TN
SD
CODMn
1
0.84
0.82
0.83
0.83
1
0.7056
0.6724
0.6889
0.6889
营养状态指数计算式：
湖泊营养状态分级：
表2水体富营养分级类别
营养级
指数
贫营养
中营养
富营养
轻度富营养
中度富营养
重度富营养
3结果与分析
3．1洪泽湖西岸2007-2009年水质时空变化评价
3．1．1洪泽湖西岸不同时间水质变化与评价
叶绿素和透明度参照《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）中的Ⅲ类水标准，其他监测项目均以《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水为标准，对洪泽湖西岸2007-2009年监测数据进行初步分析，得出TP、TN、DO、PV、BOD、NH3-N、COD和SD存在超标现象，其他监测项目包括pH、Chla、硫化物、氟化物、石油类、电导率、阴离子表面活性剂、挥发酚、总砷、总镉、总铅、总硒、六价铬、总汞、总铜、总锌、类大肠菌群、总氰化物等均无超标。
由图2和表3可以得出，主要污染因子TP在2009年的年均值为0.123mg·L-1,超标率为100%，超标倍数为1.47倍，年均值和超标倍数均高于2007年和2008年，污染程度比前两年明显加重。
2007-2009年TN的年均值分别为2.5mg·L-1、2.2mg·L-1、1.9mg·L-1，有明显好转趋势，但超标仍很严重，三年均低于Ⅳ类水的标准。
DO、PV和BOD只在部分监测点或部分监测时间内存在超标现象。
其中，DO含量逐年增加，这与三年间洪泽湖西岸年均水温下降变化相一致。
2009年NH3-N的年均值、超标率和超标倍数与2008年和2007年相比均有增加，由2007年和2008年的Ⅲ类水水平降为Ⅳ类水水平，其在TN中的比例也是三年中最高，达到63.2%，说明NH3-N污染有加重趋势。
COD连续三年只达到Ⅳ类水标准，与2007年相比，2008年和2009年COD超标率和超标倍数都有增加,最大年均值出现在2008年，为26.5mg·L-1，超标倍数0.32倍。
从各个污染指标来看，TP、PV、NH3-N和COD等污染指标污染有所加重，TN和DO有变好趋势。
从总体上来说，2007至2009年洪泽湖西岸水质污染严重，变化规律不明显，若要达到《淮河流域水污染防治规划》（2006-2010年）关于洪泽湖水质目标Ⅲ类水的要求，需要在TP、TN、NH3-N和COD上加强防治，尤其是控制TP和TN的含量。
图2洪泽湖西岸2007-2009年水质污染指标的年变化曲线
表3洪泽湖西岸2007-2009年水质污染指标监测结果统计
年份
TP
TN
DO
PV
BOD
NH3-N
COD
超标率（%）
2007
66.67%
100.00%
33.33%
0.00%
0.00%
33.33%
50.00%
2008
100.00%
100.00%
33.33%
0.00%
0.00%
0.00%
100.00%
2009
100.00%
66.67%
16.67%
16.67%
0.00%
83.33%
66.67%
超标倍数
2007
1.11
1.52
0.00
0.00
0.00
0.00
0.13
2008
0.86
1.17
0.00
0.00
0.00
0.00
0.32
2009
1.47
0.90
0.00
0.00
0.00
0.23
0.28
水质类别
2007
Ⅴ类
劣Ⅴ类
Ⅲ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
2008
Ⅳ类
劣Ⅴ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
2009
Ⅴ类
Ⅴ类
Ⅰ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅳ类
Ⅳ类
如图3，由洪泽湖西岸2007-2009年综合污染指数、水深和水温的月变化曲线可以看出，洪泽湖西岸水质的污染情况和水深、水温存在一定的关系。
综合污染指数、水温的最大值和水深的最小值均出现在七月份，相应的最小值和最大值出现在一月份或十一月份，整体上看，随着水温的升高和水深的降低，水质的综合污染指数有增加的趋势。
这主要是由于一方面随着水温的升高，DO含量较低，而水体中的微生物活动和藻类的光合作用加强，水体的富营养化程度加重导致污染较重，另一方面水深的降低，水环境容量的减少、水体的自净能力减弱也会导致综合污染指数增加。
从图中可以看出，冬季水质明显好于夏季，综合污染指数从五月开始明显上升，在七月达到最大值1.50，然后逐渐降低，十一月污染指数最低为1.06。
这与夏季水温较高、DO含量较低，农业用水量达到一年中最高，上游河流携带高污染负荷的污水进入洪泽湖和农业面源污染携带大量N、P等营养物质流入洪泽湖等因素密切相关。
因此，做好夏季、汛期洪泽湖水质保护工作是提高洪泽湖水质的关键。
图3洪泽湖西岸2007-2009年综合污染指数、水深和水温的月变化曲线
3．1.2洪泽湖2007-2009年水质的空间分布格局
由图4可以看出，徐洪河口、濉河口、老汴河口三个入湖口处的水质综合污染指数整体上高于其他监测点，污染最为严重，这与洪泽湖污染物大部分来源于上游入湖河流[18]相一致。
从图中可以看出，徐洪河口和濉河口的综合污染指数远高于其他监测点，连续三年最大值均出现在濉河口监测点，其综合污染指数为分别2007年的1.94、2008年的1.99、2009年的1.58。
这主要是由于濉河入湖水质污染严重，再加上濉河口位于洪泽湖西岸凹处，水的流动性小的原因造成的。
2008年和2007年相比，洪泽湖西岸三个入湖口处的水质污染基本没有变化，而其他六个湖区监测点水质有很大改善。
2009年入湖口处的水质改善显著，尤其是徐洪河口和濉河口，但湖区监测点的水质综合污染指数却在增加，特别是临淮监测点，综合污染指数为1.57，超过徐洪河口和老汴河口，仅略低于濉河口的1.58，污染严重，这可能是农业面源污染加重和洪泽湖年平均水深逐年减少造成的，应引起足够的重视。
老汴河口综合污染指数相对较低，和其他六个湖区监测断面相差不大，这主要是因为老汴河口靠近泗洪洪泽湖湿地国家级自然保护区，重视程度和监督管理都相对比较严格。
除了三个入湖口处监测点和临淮监测点外，其他五个监测点综合污染指数较为接近。
图4洪泽湖西岸2007-2009年各监测点的水质污染综合指数变化
从图5可以看出，各监测点TP和TN的污染物分担率均超过20%，两者之和均超过43%，最高出现在濉河口，TP和TN的污染分担率之和占到58.21%，为主要污染因子。
2007年和2008年，污染分担率最大的均为TN，分别达到29.83%和25.84%；2009年TP上升为首要污染指标，污染分担率为27.41%。
2009年的NH3-N污染分担率比往年增加较大。
TN和DO的污染分担率逐年下降，污染有减轻趋势。
TP和PV的污染分担率逐年上升。
另外，通过对比还可以得出：
入湖口处的大部分污染指标的污染分担率变化趋势与湖区其他监测点的变化趋势分别完全一致，这说明洪泽湖西岸水质与入湖口处水质有密切关系，并且与洪泽湖污染物大部分来源于上游入湖河流结果一致。
图5洪泽湖西岸各监测点的污染指标的污染分担率
3．2洪泽湖西岸2007-2009年湖泊营养状况评价
图6表明，洪泽湖西岸水体营养程度年际变化由弱到强的趋势明显。
2007-2009年的综合营养指数分别为51.66、52.43、53.18，几乎呈线性逐年增加，并且连续三年都属于营养状态级别中的轻度富营养级别。
由图7可以看出，2007年和2008年的综合营养指数最大值均出现在濉河口，分别为54.45和59.73，而2009年最大值出现在临淮监测点，为56.17，不仅是2009年中的最大值，也是三年里临淮监测点的最大值，与前面得出的临淮监测点的综合污染指数增加明显相一致，充分说明临淮近年污染增加严重，不容忽视，应尽早采取措施。
2008年各监测点的富营养状况差距较大，三年中最大值和最小值均出现在2008年。
属于成河和龙集的五个监测点的营养级别均为中营养，临淮和三个入湖口处的监测点的营养级别均为轻度富营养，其中濉河口的综合污染指数为59.73，接近中度富营养级别，应加以重视。
另外，各监测点的综合营养指数的变化趋势和综合污染指数变化趋势相似，这说明洪泽湖西岸的水质污染问题主要为水体的富营养化。
图6洪泽湖西岸2007-2009年水质富营养化情况
图6洪泽湖西岸2007-2009年各监测点水质营养状况
3.3保护和改善洪泽湖水质的对策建议
面对污染严重的上游来水，富含大量化肥、农药的农业面源污染，以及湖泊局部湖水的流动性差，和南水北调东线对洪泽湖污染治理工作提出的新要求，如何有效针对目前洪泽湖水质状况，采取积极措施改善水质，具有着重要的意义。
保护和改善洪泽湖水质可以采取以下几方面措施。
首先，在对洪泽湖水质防治的对策中，最重要的是应该贯彻洪泽湖湖区末端治理，与洪泽湖污染源源头控制的综合治理方针，即坚持点源污染与面源污染同时治理的方针。
严格加强工业废水和生活污水的排放管理对于保护水资源和提高水质有非常重要的意义[19]。
对于点源污染的控制,可以采取严格的达标排放、入湖N、P总量控制等措施；对于关系每家每户的生活污染，则要加强生活污水的治理；而对于大片的农业面源污染则应该调整农业生产结构，大力推广生态农业，科学合理的使用化肥和农药；同时，还应加强宣传，提高全民的环保意识，。
其次，洪泽湖是南水北调东线工程的重要节点，国家对沿途各地的治理有利于推动洪泽湖本身的污染治理工作，并且对洪泽湖的水位提高、进一步加快换水速率、提高洪泽湖的自净能力有促进作用。
有关部门应该把握好这样的机会，全面改善洪泽湖水质。
对于资金投入不足，防治措施得不到落实的问题，可以从国家淮河流域污染防治资金和南水北调东线工程的建设资金中申请拨出一部分用以弥补资金缺口。
再次，应严格执行《淮河流域水污染防治暂行条例》。
湖泊资源管理部门，在维持生态系统的稳定性方面，应该加以重视[20]，对于围垦和围湖养殖、破坏湿地等不利于洪泽湖水质的现象，应加强监管，严肃处理；对于污染严重、流动性差的的局部区域，应提到警惕，进行水情调配，减少污水停留，控制沿岸污水输入。
最后，应加大科研力度，进一步了解洪泽湖整体的生态系统，为洪泽湖污染防
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